KR100907362B1

KR100907362B1 - 엘엔지 차량 연료 공급 장치

Info

Publication number: KR100907362B1
Application number: KR1020070114137A
Authority: KR
Inventors: 장상필
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2007-11-09
Filing date: 2007-11-09
Publication date: 2009-07-10
Also published as: KR20090047985A

Abstract

본 발명은 LNG 차량 연료 공급 장치에 관한 것으로, LNG탱크(100)와, 상기 LNG탱크(100)와 연결된 솔레노이드밸브(250)와, 상기 솔레노이드밸브(250)와 연결된 전자식기화기(800)와, 상기 전자식기화기(800)와 연결된 엔진(600)과, 상기 솔레노이드밸브(250)와 상기 전자식기화기(800) 사이에 연결된 전자제어유닛(700)을 포함하여 구성되어지되, 차량이 가속되면 상기 전자제어유닛(700)은 가속신호를 감지하여 상기 솔레노이드밸브(250)를 열고, 상기 LNG탱크(100)의 LNG는 솔레노이드밸브(250)를 통하여 상기 전자식기화기(800)에 유입되며, 유입된 LNG는 전자식기화기(800)에서 기화되어 엔진(600)에 유입되는 것을 특징으로 하는 LNG 차량 연료 공급 장치에 관한 것이다.

LNG, 차량, 연료, 공급, 장치

Description

엘엔지 차량 연료 공급 장치{Fuel Supply Device For LNG Vehicle}

본 발명은 연료기화량 증가 장치가 마련된 LNG 차량 연료 공급 장치에 관한 것이다.

현대의 자동차 산업은 공해 발생을 저감시키기 위해 대체에너지를 이용한 차량개발이 활발히 이루어지고 있다.

그 중 가장 대중화된 대체에너지 차량으로 승용차에서는 LPG 차량이, 상용차에서는 CNG(Compressed Natural Gas:압축 천연 가스) 차량이 상업적으로 성공하였다.

그런데 상기 CNG 차량 중 많은 비중을 차지하는 CNG 버스는 가장 대중화된 저공해 차량이나 CNG 연료 저장의 한계로 인해 단거리용 시내버스에만 적용되고 있는 실정이다.

즉, CNG 버스의 경우 연료탱크를 가득 충전하더라도 최대 약 800킬로 정도 밖에 운행할 수 없는 단점이 있다.

그래서 CNG를 저온 액화한 LNG(Liquefied Natural Gas: 액화 천연 가스)를 CNG 대신 연료로 충전하고, 엔진 가동시 LNG를 CNG로 기화시켜 차량을 구동하는 방 식이 개발되고 있다.

한편, 상기 LNG를 이용하는 경우에는 디젤에 비하여 연료비가 절약되는 이점이 있고, CNG에 비하여 동일 연료량으로 많은 주행거리를 확보할 수 있는 장점이 있으나, 다음과 같은 문제가 있다.

도 1은 종래의 LNG를 이용한 차량의 연료공급 과정을 나타내는 간략도이다.

도 1과 같이 종래의 LNG를 이용한 차량의 연료공급 장치는 LNG탱크(10)와, 상기 LNG탱크(10)와 연결된 솔레노이드밸브(20)와, 상기 솔레노이드밸브(20)와 연결된 열교환기(Heat Exchanger)(30)와, 상기 열교환기(30)와 연결된 연료계측밸브(FMV: Fuel Metering Valve)(50)와, 상기 연료계측밸브(50)와 연결된 엔진(60)을 포함하여 구성된다.

그리고 상기 열교환기(30)는 엔진의 라디에이터(Radiator)(40)와 연결된다.

상기와 같은 종래의 LNG를 이용한 차량의 연료공급 장치의 연료공급 과정을 설명하면 다음과 같다.

상기 LNG탱크(10)에서 솔레노이드밸브(20)를 거쳐 상기 열교환기(30)에 연료를 공급하면, 상기 열교환기(30)에서는 상기 라디에이터(40)에서 공급되는 냉각수를 이용하여 액체가스를 기화시킨다.

그리고 기화된 가스는 상기 연료계측밸브(50)를 통하여 엔진(60)에 공급된다.

그러나 상기와 같은 종래의 LNG를 이용한 차량의 연료공급 과정은 상기 라디에이터(40)로부터 공급되는 냉각수가 열교환기(30)로 유도되어 결국 LNG는 상기 냉 각수의 열로부터 기화되기 때문에 기화량이 많이 필요하더라도 냉각수의 유량을 순간적으로 증가시킬 수 없어 LNG의 기화량을 필요한 만큼 증가시킬 수 없다.

따라서, 차량이 가속될 때 엔진에서 필요한 연료량은 급격히 증가하지만, 증가된 연료량 만큼의 연료를 알맞은 때에 공급하지 못하는 문제가 발생된다.

본 발명은 차량 가속시에 필요한 연료량을 알맞은 때에 공급하도록 LNG 기화량의 부족 현상을 방지하는 구조를 가진 LNG 차량 연료 공급 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명인 LNG 차량 연료 공급 장치는 LNG탱크(100)와, 상기 LNG탱크(100)와 연결된 솔레노이드밸브(250)와, 상기 솔레노이드밸브(250)와 연결된 전자식기화기(800)와, 상기 전자식기화기(800)와 연결된 엔진(600)과, 상기 솔레노이드밸브(250)와 상기 전자식기화기(800) 사이에 연결된 전자제어유닛(700)을 포함하여 구성되어지되, 차량이 가속되면 상기 전자제어유닛(700)은 가속신호를 감지하여 상기 솔레노이드밸브(250)를 열고, 상기 LNG탱크(100)의 LNG는 솔레노이드밸브(250)를 통하여 상기 전자식기화기(800)에 유입되며, 유입된 LNG는 전자식기화기(800)에서 기화되어 엔진(600)에 유입되는 것을 특징으로 하는 LNG 차량 연료 공급 장치를 제공한다.

그리고 상기 전자식기화기(800)와 엔진(600) 사이에는 체크밸브(900)가 마련될 수 있다.

본 발명인 LNG 차량 연료 공급 장치는 전자제어유닛(ECU)이 전자식기화기를 통하여 LNG연료의 기화량을 제어함으로써 차량의 가속주행시 발생되는 엔진의 연료 소모량 부족분을 상쇄시켜 LNG차량의 가속성능과 등판성능이 향상되는 효과가 있다.

그리고 체크밸브는 열교환기에 의하여 기화된 LNG가 전자식기화기 방향으로 진행되는 것을 막는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 2는 본 발명인 LNG 차량 연료 공급 장치를 나타내는 간략도이다.

도 2와 같이 본 발명인 LNG 차량 연료 공급 장치는 LNG탱크(100)와, 상기 LNG탱크(100)와 연결된 제 1 솔레노이드밸브(Solenoid Valve)(200)와, 상기 제 1 솔레노이드밸브(200)와 연결된 열교환기(Heat Exchanger)(300)와, 상기 열교환기(300)와 연결된 연료계측밸브(FMV: Fuel Metering Valve)(500)와, 상기 연료계측밸브(500)와 연결된 엔진(600)을 포함하여 구성된다.

또한, 본 발명인 LNG 차량 연료 공급 장치는 상기 LNG탱크(100)와 연결된 제 2 솔레노이드밸브(250)와, 상기 제 2 솔레노이드밸브(250)와 연결된 전자식기화기(800)와, 상기 전자식기화기(800)와 연결된 체크밸브(Check Valve)(900)와, 상기 제 2 솔레노이드밸브(250)와 상기 전자식기화기(800) 사이에 연결된 전자제어유닛(ECU: Electronic Control Unit)(700)을 포함하여 구성된다.
상기 LNG탱크(100)에는 상기 제 1 솔레노이드밸브(200) 및 제 2 솔레노이드밸브(250)가 병렬로 연결된다.

그리고 상기 전자식기화기(800)와 일측이 연결된 상기 체크밸브(900)는 상기 열교환기(300)와 연료계측밸브(500) 사이에 타측이 연결되고, 상기 열교환기(300)는 엔진(600)의 라디에이터(400)와 연결된다.
따라서, 병렬로 마련된 상기 열교환기(300) 및 전자식기화기(800)는 연료계측밸브(500)에 연결된다.

상기 전자식기화기(800)는 LNG를 기화시키는 장치로서 일반적으로 사용되고 있어 자세한 설명은 생략한다.

상기와 같은 구성을 가진 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

본 발명인 LNG 차량 연료 공급 장치는 차량이 정속 주행시에는 엔진(600)에 연료주입량이 순간적으로 증가할 필요가 없기 때문에 도 2의 제 1 솔레노이드밸브(200)는 열려있는 상태가 되고, 제 2 솔레노이드밸브(250)는 닫혀 있는 상태가 된다.

따라서, 상기 LNG탱크(100)에 있는 LNG는 제 1 솔레노이드밸브(200)를 통하여 열교환기(300)로 유입된 후 라디에이터(400)의 냉각수에 의하여 기화되고, 기화된 LNG는 연료계측밸브(500)를 통하여 엔진(600)에 유입된다.

한편, 엔진(600)에 연료주입량이 순간적으로 증가 될 것이 요구되는 차량의 가속시에는 상기 전자제어유닛(700)에서 가속신호가 감지됨에 따라 상기 제 2 솔레노이드밸브(250)가 열리고, 상기 LNG탱크(100)의 LNG는 제 2 솔레노이드밸브(250)를 통하여 상기 전자식기화기(800)에 유입되며, 유입된 LNG는 전자식기화기(800)에서 급속히 기화된다.

이렇게 기화된 상기 LNG는 체크밸브(900)를 통과하고 상기 열교환기(300)를 통하여 이동되는 기화된 LNG와 합쳐진 후에 연료계측밸브(500)를 통하여 엔진(600)에 유입된다.

즉, 기존의 열교환기(300)를 통하여 이동되는 기화된 LNG와 차량 가속에 따른 추가 연료 요구량만큼의 전자식기화기(800)에서 기화된 LNG가 합쳐진 후에 연료계측밸브(500)를 통하여 엔진(600)에 유입된다.

상기와 같이 본 발명은 상기 전자제어유닛(700)이 전자식기화기(800)를 통하여 LNG연료의 기화량을 제어함으로써 차량의 가속주행시 발생되는 엔진(600) 연료소모량의 부족분을 상쇄시켜 LNG차량의 가속성능과 등판성능이 향상된다.

또한, 상기 체크밸브(900)는 상기 열교환기(300)에 의하여 기화된 LNG가 전자식기화기(800) 방향으로 진행하는 것을 막는 역할을 한다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

도 1은 종래의 LNG를 이용한 차량의 연료공급 과정을 나타내는 간략도.

도 2는 본 발명인 LNG 차량 연료 공급 장치를 나타내는 간략도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100: LNG탱크 250: 솔레노이드밸브

600: 엔진 700: 전자제어유닛

800: 전자식기화기

Claims

LNG탱크(100)와;

상기 LNG탱크(100)에 병렬로 연결된 제 1 솔레노이드밸브(200) 및 제 2 솔레노이드밸브(250)와;

상기 제 1 솔레노이드밸브(200)와 연결된 열교환기(300)와;

상기 제 2 솔레노이드밸브(250)와 연결된 전자식기화기(800)와;

병렬로 마련된 상기 열교환기(300) 및 전자식기화기(800)와 연결되는 연료계측밸브(500)와;

상기 연료계측밸브(500)와 연결된 엔진(600)과;

상기 제 2 솔레노이드밸브(250)와 상기 전자식기화기(800) 사이에 연결된 전자제어유닛(700);

을 포함하여 구성되고,

상기 엔진(600)에 연료주입량이 순간적으로 증가 될 것이 요구되는 차량의 가속시에는 상기 전자제어유닛(700)에서 가속신호가 감지됨에 따라 상기 제 2 솔레노이드밸브(250)가 열리고, 상기 LNG탱크(100)의 LNG는 제 2 솔레노이드밸브(250)를 통하여 상기 전자식기화기(800)에 유입되며, 유입된 LNG는 전자식기화기(800)에서 급속히 기화되는 것을 특징으로 하는 LNG 차량 연료 공급 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 전자식기화기(800)와 연료계측밸브(500) 사이에는 체크밸브(900)가 마련되는 것을 특징으로 하는 LNG 차량 연료 공급 장치.